Google Gemini Robotics-Modelle treiben intelligentere Roboter an

Seit Jahrzehnten symbolisieren Roboter die Zukunft und tauchen in Forschungslaboren, Science-Fiction-Filmen und modernen Industrieprototypen auf. Dank der jüngsten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (KI) verlassen diese Prototypen nun kontrollierte Umgebungen und halten Einzug in reale Anwendungen.

Mit Gemini Robotics macht Google einen Schritt in Richtung der Technologie, die für den Bau intelligenterer Roboter erforderlich ist. Das am 12. März 2025 eingeführte Gemini Robotics-Modell und sein Begleitmodell Gemini Robotics-ER (Embodied Reasoning) sind die neuesten Innovationen von Google DeepMind.

Sie basieren auf Gemini 2.0, einem multimodalen Large Language Model (LLM), das verschiedene Arten von Daten verarbeiten und generieren kann, darunter Text, Bilder, Audio und Video, was vielseitigere und natürlichere Interaktionen ermöglicht. Diese Modelle übertragen die multimodalen Fähigkeiten von Gemini 2.0 in die physische Welt und machen Roboter geschickter, interaktiver und intelligenter.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern, die festen Anweisungen folgen, können in Gemini Robotics-Modelle integrierte Roboter beispielsweise Bild- und Sprachinformationen verarbeiten. Dies ermöglicht es ihnen, Entscheidungen in Echtzeit zu treffen und sich an verändernde Umgebungen anzupassen.

In diesem Artikel untersuchen wir Gemini Robotics und Gemini Robotics-ER, wie diese Modelle funktionieren sowie ihre Hauptfunktionen und Anwendungsbereiche. Fangen wir an!

Abb. 1. Gemini Robotics hilft Robotern, mehrere Aufgaben effizient zu erledigen.

Link to this sectionEinführung in Google Gemini Robotics#

Google Gemini Robotics ist ein fortschrittliches KI-Modell, das entwickelt wurde, um Robotern die Fähigkeit zu verleihen, die physische Welt wahrzunehmen, zu verstehen und darin zu interagieren. Als VLA-Modell (Vision-Language-Action) ermöglicht es Robotern, Anweisungen zu verarbeiten, ihre Umgebung zu interpretieren und komplexe Aufgaben mit hoher Präzision auszuführen.

Das Gemini Robotics-ER-Modell verbessert die Fähigkeit eines Roboters, räumliche Beziehungen zu verstehen, also wie Objekte positioniert sind, wie sie sich bewegen und wie sie interagieren. Dies hilft Robotern, Handlungen zu antizipieren und ihre Bewegungen entsprechend anzupassen.

Stell dir zum Beispiel eine Aufgabe vor, bei der ein Roboter ein Kabel um einen Kopfhörer wickeln soll. Gemini Robotics-ER hilft ihm, die Szene zu verstehen, die Form und Flexibilität des Kabels zu erkennen, die Struktur des Kopfhörers zu identifizieren und vorherzusagen, wie sich das Kabel bei der Bewegung biegen wird. Dann setzt Gemini Robotics dieses Verständnis in die Tat um, koordiniert beide Hände, um das Kabel sanft zu führen, passt seinen Griff an, um ein Verheddern zu vermeiden, und sorgt für eine sichere Umwicklung.

Durch die Kombination von Wahrnehmung und Handlung schaffen Gemini Robotics und Gemini Robotics-ER ein intelligentes System, das es Robotern ermöglicht, geschickte Aufgaben in dynamischen Umgebungen effizient auszuführen.

Abb. 2. Ein Überblick über die Gemini Robotics-Modellfamilie.

Link to this sectionKI in der Robotik: So funktioniert Gemini Robotics#

Schauen wir uns als nächstes jedes Modell genauer an, um besser zu verstehen, wie Gemini Robotics und Gemini Robotics-ER zusammenarbeiten, um Flexibilität und schnelle Handlungen in Einklang zu bringen.

Einerseits nutzt Gemini Robotics-ER zwei Schlüsselmechanismen: Zero-Shot-Codegenerierung und Few-Shot In-Context Learning (ICL). Mit der Zero-Shot-Codegenerierung kann das Modell Code zur Steuerung des Roboters basierend auf Aufgabenanweisungen, Bildern und Echtzeitdaten erstellen, ohne dass ein zusätzliches Training erforderlich ist.

Ebenso passt sich das Modell mit Few-Shot-Learning an neue Aufgaben an, indem es aus nur wenigen Beispielen lernt, was den Bedarf an umfangreichem Training reduziert. Gemeinsam ermöglichen diese Methoden dem Roboter, komplexe Aufgaben schnell auszuführen und sich mit minimalem Aufwand an neue Herausforderungen anzupassen.

Gemini Robotics hingegen ist auf Geschwindigkeit und Effizienz ausgelegt. Es verwendet ein Hybridsystem, das aus einem Cloud-basierten Backbone und einem Onboard-Aktionsdecoder besteht. Das Cloud-basierte Backbone verarbeitet Informationen schnell, mit einer Latenz von der Abfrage bis zur Antwort von unter 160 Millisekunden.

Der Onboard-Decoder hilft dann, diese Daten in Echtzeitaktionen umzusetzen. Dieses kombinierte System erreicht eine Gesamtreaktionszeit von etwa 250 Millisekunden bei einer Steuerungsgeschwindigkeit von 50 Aktionen pro Sekunde.

Abb. 3. Verständnis, wie Gemini Robotics die Robotersteuerung in Echtzeit unterstützt.

Link to this sectionHauptfunktionen von Gemini Robotics#

Hier ist ein kurzer Überblick über die wichtigsten Funktionen von Gemini Robotics:

• Allgemeingültigkeit: Es kann sich an Veränderungen bei Beleuchtung, Hintergründen und Objekten anpassen und dabei genau bleiben. Es versteht auch umformulierte oder mehrsprachige Befehle und kann Bewegungen an unterschiedliche Bedingungen anpassen.

• Interaktivität: Dieses Modell kann eine Vielzahl natürlicher Sprachbefehle verarbeiten und intuitiv reagieren. Es passt seine Aktionen auch basierend auf Echtzeitänderungen in der Umgebung an, was es ideal für die Mensch-Roboter-Kollaboration macht.

• Geschicklichkeit: Ein mit diesem Modell betriebener Roboter kann komplexe, präzise Aufgaben ausführen, wie zum Beispiel Origami falten oder empfindliche Gegenstände handhaben. Ob schrittweiser Prozess oder schnelle Aktionen, das Modell unterstützt eine effiziente Ausführung.

• Vielfältige Verkörperungen: Es funktioniert über verschiedene Roboterplattformen hinweg, wie Zwei-Arm-Systeme und humanoide Roboter, mit geringem Feinabstimmungsaufwand. Es passt sich schnell an neue Aufgaben an und behält dabei eine hohe Leistung bei.

Abb. 4. Google Gemini Robotics arbeitet über verschiedene Roboterplattformen hinweg.

Link to this sectionHauptfunktionen von Gemini Robotics-ER#

Hier ist ein Blick auf einige der wichtigsten Funktionen von Gemini Robotics-ER, die Robotern helfen, die Welt zu verstehen und mit ihr zu interagieren:

• Objekterkennung und -verfolgung: Es kann verwendet werden, um Objekte sowohl in 2D- als auch in 3D-Räumen zu identifizieren und zu verfolgen. Durch die Verwendung von Abfragen in natürlicher Sprache hilft es Robotern, Objekte zu finden und ihre Positionen vorherzusagen, basierend auf Typ, Standort oder Funktion.

• Zeigen: Diese Funktion ermöglicht es dem Modell, spezifische Objekte oder Teile innerhalb eines Bildes mithilfe präziser Koordinaten zu lokalisieren. Es kann verwendet werden, um Robotern zu helfen, ganze Objekte, Teile von Objekten oder sogar leere Räume zu finden.

• Greifvorhersage: Gemini Robotics-ER kann verwendet werden, um die beste Art und Weise zu bestimmen, wie Objekte basierend auf ihrer Form und Funktion gegriffen werden sollen. Es sagt vorher, wo zugegriffen werden muss, sei es eine Banane oder ein Tassengriff, wodurch Roboter Gegenstände vorsichtig handhaben können.

• Trajektorienplanung: Das Modell kann verwendet werden, um Bewegungsabläufe durch Vorhersage von Handlungssequenzen zu planen. Zum Beispiel kann es eine Roboterhand zu einem Werkzeug führen oder Wegpunkte für eine bestimmte Aufgabe definieren, was dem Roboter hilft, Aufgaben effizient zu erledigen.

• Multi-View-Korrespondenz: Diese Funktion hilft dem Modell, 3D-Strukturen zu verstehen, indem es vergleicht, wie Objekte aus verschiedenen Blickwinkeln erscheinen. Es kann zur Verbesserung des räumlichen Denkens genutzt werden, wodurch Roboter besser mit Objekten in dynamischen Umgebungen interagieren können.

Abb. 5. Gemini Robotics-ER kann eine Vielzahl von Aufgaben bewältigen.

Link to this sectionAnwendungen von Google Gemini Robotics-Modellen#

Nachdem wir nun die wichtigsten Funktionen von Gemini Robotics und Gemini Robotics-ER besprochen haben, tauchen wir in ihre realen Anwendungen in verschiedenen Branchen ein.

Link to this sectionGoogle Gemini Robotics kann in der Fertigung eingesetzt werden#

Wenn es um Fertigung geht, sind Präzision und Geschwindigkeit wichtig, aber Anpassungsfähigkeit ist das, was alles wirklich reibungslos laufen lässt. Ein von Gemini betriebener Industrieroboter kann beispielsweise ein Riemenscheibensystem zusammenbauen, indem er die richtigen Komponenten identifiziert, sie korrekt positioniert und ein flexibles Gummiband mit präziser Kraft handhabt.

Er kann das Band dehnen, es um die Riemenscheiben legen und es befestigen, ohne dass es reißt oder falsch ausgerichtet ist. Wenn sich die Konfiguration ändert oder die Aufgabe variiert, kann sich der Roboter ohne umfangreiche Neuprogrammierung anpassen. Diese intelligente Automatisierung reduziert Fehler, verbessert die Effizienz und sorgt für reibungslose Fertigungsprozesse.

Abb. 6. Ein zweiarmiger Industrieroboter passt ein Gummiband präzise auf ein Riemenscheibensystem.

Link to this sectionSmart Homes durch Gemini Robotics#

Ein voller Terminkalender kann die Erledigung von Haushaltsaufgaben zu einer Herausforderung machen. Intelligente Roboter können Aufgaben wie Putzen, das Sortieren von Lebensmitteln und sogar die Unterstützung bei der Essenszubereitung übernehmen und so den Alltag erleichtern.

Das könnte wie ein Roboter aussehen, der eine Lunchtasche packt, Lebensmittel sorgfältig auswählt und hineinlegt, während er seinen Griff anpasst, um zerbrechliche Gegenstände wie Obst oder Konserven zu schützen. Selbst wenn sich die Anordnung ändert, kann sich der Roboter selbstständig anpassen und tägliche Arbeiten mit minimaler Aufsicht erleichtern.

Abb. 7. Ein humanoider Roboter packt sorgfältig eine Lunchtasche.

Link to this sectionVor- und Nachteile der Nutzung von Gemini Robotics#

Gemini Robotics erweitert die Fähigkeiten von Robotern, von präziser Fertigung bis hin zu Smart-Home-Assistenz. Hier sind einige wichtige Vorteile der Nutzung von Gemini Robotics in verschiedenen Anwendungen:

• Minimale Trainingsanforderungen: Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können Roboter, die von Gemini Robotics gesteuert werden, aus wenigen Demonstrationen lernen, was die Trainingskosten senkt und den Einsatz erleichtert.
• Erhöhte Sicherheit: In gefährlichen Umgebungen können Roboter mit integriertem Gemini Robotics gefährliche Aufgaben übernehmen und so das Verletzungsrisiko für menschliche Mitarbeiter verringern.
• Anpassbare Funktionen: Die Flexibilität von Gemini Robotics bedeutet, dass es an die spezifischen Bedürfnisse verschiedener Branchen oder einzelner Unternehmen angepasst werden kann, was spezialisierte Anwendungen und einzigartige Lösungen ermöglicht.

Obwohl Gemini Robotics mehrere Vorteile bietet, ist es auch wichtig, die folgenden Einschränkungen zu beachten:

• Herausforderungen bei räumlichen Beziehungen: Diese Modelle können Schwierigkeiten haben, räumliche Beziehungen über lange Videosequenzen hinweg im Auge zu behalten, was ihre Fähigkeit beeinträchtigt, Objekte über die Zeit zu verfolgen und zu verstehen.
• Mangelnde numerische Präzision: Die Vorhersagen des Modells, wie Punkte und Begrenzungsrahmen (BBoxes), sind möglicherweise nicht präzise genug für Aufgaben, die eine feine Steuerung erfordern, wie etwa filigrane Roboteraufgaben.
• Komplexe Aufgaben: Gemini Robotics kann Schwierigkeiten haben, komplexe Aufgaben zu bewältigen, die mehrstufiges Denken und präzise Bewegungen erfordern, insbesondere in neuen oder ungewohnten Situationen.

Link to this sectionDie Zukunft der KI in der Robotik#

Während die KI weiter voranschreitet, treiben Modelle wie Gemini Robotics und Gemini Robotics-ER die Zukunft der Robotik voran. Zukünftige Verbesserungen werden sich wahrscheinlich auf die Verbesserung des mehrstufigen Denkens konzentrieren, um es Robotern zu ermöglichen, Aufgaben für eine höhere Präzision in logische Schritte zu unterteilen.

Ein weiterer wichtiger Entwicklungsbereich, an dem Google DeepMind arbeiten möchte, ist das simulationsbasierte Training. Durch das Lernen in virtuellen Umgebungen vor dem realen Einsatz können Roboter ihre Entscheidungsfindung und Bewegungen verfeinern und Fehler in praktischen Anwendungen minimieren.

Während sich diese Technologien weiterentwickeln, könnten sie den Weg für eine Zukunft ebnen, in der Roboter autonomer und anpassungsfähiger sind und in der Lage sind, nahtlos mit Menschen im Alltag zusammenzuarbeiten.

Link to this sectionWichtige Erkenntnisse#

Gemini Robotics ist ein großer Fortschritt in der KI-gesteuerten Automatisierung, der digitale Intelligenz mit physischen Aufgaben in der realen Welt verbindet. Durch die Kombination von Vision, Sprache und aktionsbasiertem Lernen können diese Roboter komplexe Aufgaben mit Präzision und Anpassungsfähigkeit bewältigen.

Da Roboter immer intelligenter werden, werden sie wahrscheinlich eine größere Rolle im täglichen Leben spielen und die Art und Weise verändern, wie Menschen und Maschinen zusammenarbeiten. Dieser Fortschritt bringt uns einer intelligenten, stärker vernetzten Welt näher, in der KI-gesteuerte Automatisierung sowohl Branchen als auch tägliche Aufgaben verbessert.

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